PENTACON BOHRLOCH-INSPEKTIONSSYSTEMEPENTACON BORE HOLE INSPECTION SYSTEMS

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Inhalt

PENTACON Bohrloch-Inspektionsanlage ..............................................................................4PENTACON BLI Technische Daten ..........................................................................................6Möglichkeiten der Inneninspektion von Bohrlöchern ............................................................9Vorteile des PENTACON Objektivs im Vergleich .....................................................................10PENTACON Objektiv ...............................................................................................................12360° vs. PENTACON Objektiv .................................................................................................14Endoskop vs. PENTACON Objektiv .........................................................................................16BLI Integration in das INDEX Xcenter ....................................................................................18INDEX Xcenter Integration: Beispiel ......................................................................................20Prüfanlage für Kunststoffteile ..............................................................................................22

Table of contents

PENTACON bore hole inspection system ..........................................................................................4PENTACON BLI technical data ..........................................................................................................6Various ways to inspect bore holes ..................................................................................................9Advantages of the PENTACON lens in comparison ..........................................................................10PENTACON lens ................................................................................................................................12360° vs. PENTACON lens ..................................................................................................................14Endoscope vs. PENTACON lens ........................................................................................................16BLI integration into the INDEX Xcenter ............................................................................................18INDEX Xcenter integration: sample ..................................................................................................20Testing system for plastic parts .......................................................................................................22

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PENTACON Bohrloch-InspektionsanlagePENTACON bore hole inspection system

Produzenten von Drehteilen, Frästeilen oder Kunststoffteilen benötigen für eine Qualitätsfertigung eine nahtlose 100% Kontrolle. Diese Kontrolle wird häufig nur ungenügend am Ende der Ferti-gungskette eingebunden.

Speziell das Prüfen von Bohrungen oder Löchern auf Gewinde, deren Ausprä-gung, Vollständigkeit oder eventuelle Rückstände ist eine Herausforderung in der Industrie.

Mit der PENTACON Bohrloch-Inspek-tionsanlage (BLI) lassen sich Bohrun-gen und Löcher auf verschiedene Pa-rameter wie Gewinde, Ausprägungen oder Rückstände wie bspw. Späne oder Fremdkörper prüfen. Dazu werden die zu prüfenden Drehteile oder Frästeile ca. 1 cm unter der Bohrloch Inspektionsanla-ge platziert und optisch geprüft. Anders als bei ähnlichen industriellen Lösungen setzen wir auf eine Inspektion ohne ein-zutauchen, da Endoskopkameras häufig störanfälliger und langsamer sind.

Die zu prüfenden Durchgangsbohrungen oder Sacklochbohrungen werden auto-matisiert auf definierte Parameter er-fasst und über eine Software geprüft und bewertet. Die Bewertung ist aufgrund des verwendeten Objektivs jedoch eine reine attributive Prüfung.

Manufacturers of turned parts, milled parts or plastic parts need a 100% quality control for their production. This control process is usually not adapted adequately to the pro-duction chain.

Especially the testing of threads in bore holes, its forming, completeness or detec-tion of foreign particles is a challenge for the industry.

With the PENTACON bore hole inspec-tion system (BLI) you now are able to test and evaluate bore holes on parameters like threads, forming or foreign particles like chips. The parts-to-be-tested will be placed at a distance of around 10 mm in front of the bore hole inspection system and tested optically. Unlike similar indus-trial solutions we are testing without im-mersion since borescopes are far too sus-ceptible and slow.

The parts-to-be-tested on bore holes or blind holes are tested and evaluated auto-matically according to preset parameters. The test is attributive because of the lens used.

Fields of use

Anwendungsbeispiele

Drehteile mit SpanerkennungTurned parts with chip detection

MerkmalerkennungFeature control

Spanerkennung in KunststoffteilenChip detection in plastic parts

Gießfehler in FlaschenCasting defects in bottles

InnengewindekontrolleInner thread control

Querbohrungen und SacklöcherCross bores and blind holes

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PENTACON BLI Technische DatenPENTACON BLI technical data

CCD KameraCCD cameraSensortypSensor type

CCD Mono

Auflösung in MegapixelResolution in megapixels

1,31 MP

AuflösungResolution

1.280 x 960

SensorgrößeSensor size

1/3“

PixelgrößePixel size

3,75 µm

Optische FlächeOptical area

4,3 x 3,6 mm

Sensor Diagonale Sensor diagonal

6 mm

BeleuchtungLightingTypType

RinglichtRing light

LichtquelleLight source

5 SMD LED

Lichtfeld-DurchmesserLightfield diameter

100 mm

LeuchtfarbeLight color

rot/ 625 nmred/ 625 nm

Prüfmerkmale

• innere Mantelfläche• Vollständigkeit• Bodenfehler• Gewindefehler• Zählen der Gewindegänge• Grate• Verschmutzung• Durchgangsbohrungen

Test features

• inner shell surface• completeness• bottom errors• thread errors• thread counting• burrs• dirt• cross bores

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There are various (semi-)automated ways for inspecting boreholes optically. The solu-tions range from endoscope/ borescope lenses, to 360° systems for hole detection up to special lenses such as ento-centric lens systems. Each solution has its pros- and cons.

Für die optische Inneninspektion von Bohrlöchern bieten sich verschiedene (semi-)automatisierte Lösungen an. Da-bei reicht das Spektrum von Endosko-pen/ Boroskopen über 360° Optiken zur Lochprüfung bis hin zu Spezialobjektiven wie entozentrischen Objektiven. Jede Lösung hat dabei Vor- und Nachteile.

Möglichkeiten der Inneninspektion von BohrlöchernVarious ways to inspect bore holes

Endoskope/ Boroskope

360° Optiken

PENTACON Objektiv

Endoscopes/ Borescopes

360° lenses

PENTACON lens

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Vorteile des PENTACON Objektivs im VergleichAdvantages of the PENTACON lens in comparison

360° Objektiv360° lens

PENTACON ObjektivPENTACON lens

• ohne Eintauchen (keine Kollision mit Prüfteil) • no immersion (no collision with the part) • Prüfteil muss nicht gedreht werden• part does not have to be rotated• großes Teile-Geometriespektrum (Ø)• wide range of part geometries (Ø)• schneller (geringe Taktzeiten)• faster cycle times

• mehr Inspektionsfläche in Nahdistanz• more inspection surface in close-up distance

• Ø zu Tiefe 1:3• Ø/ depth ratio 1:3• größere und schärfere Bodenflächenbilder• bigger and sharper bottom surface images• Abstand zu Objekt größer (5:1)• wider distance to object (5:1)• zusätzliche Einstellmöglichkeiten: Fokus und

Blende• additional adjustment of focus and aperture

Endoskop/ BoroskopEndoscope/ Borescope• kann in Querbohrungen hinein schauen• able to inspect at same level as cross bores• kann näher an Artefakte herangebracht

werden• can be positioned closer to artifacts

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PENTACON ObjektivPENTACON lens

SpezialobjektivObjektivanschlussMount

C-Mount

SensorgrößeSensor size

1/3“

BrennweiteFocal range

F = 6,5 mm

BlendeAperture

2 < F < 11

Back FokusBack focus

10,5 mm

ÖffnungswinkelOpening angle

2σ = 130 bis 390

Verhältnis Durchmesser/ TiefeDiameter/ depth ratio

≈ 1:3

Kleinste KontrollbohrungMin. bore hole diameter

3 mm (mit Zwischenring)3 mm (with intermediate ring)

Größte KontrollbohrungMax. bore hole diameter

120 mm

MTF (Durchmesser/ Tiefe 1:3)MTF (diameter/ depth 1:3)

> 10%

Nutzbarer WellenbereichWavelength range

480 - 650 nm

Bildfeld DurchmesserImage field diameter

2y‘ = 56 mm

Längelength

107,5 mm

Durchmesser vornDiameter front

30 mm

Durchmesser mitteDiameter middle

37 mm

GewichtWeight

182 g

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360° vs. PENTACON Objektiv 360° vs. PENTACON lens

360° Objektiv 360° lensBrennweiteFocal length

-

BlendeAperture

5.8

Verhältnis Ø zu TiefeDiameter/ depth ratio

≈ 1:1

kleinste BohrungMin. bore hole

10 mm

größte BohrungMax. bore hole

120 mm

PENTACON Objektiv PENTACON lensBrennweiteFocal length

F = 6,5 mm

BlendeAperture

2 < F < 11

Verhältnis Ø zu TiefeDiameter/ depth ratio

≈ 1:3

kleinste BohrungMin. bore hole

3 mm

größte BohrungMax. bore hole

120 mm

Sample comparison

Beispielvergleich

PENTACON Objektiv:Innengewinde eines Ritzels

PENTACON Objektiv:Querbohrungen mit Spanrückständen

PENTACON lens:Inner thread of a pinion

PENTACON lens:Cross bores with chip remnants

360° Objektiv:Innengewinde eines Ritzels

360° Objektiv:Querbohrungen mit Spanrückständen

360° lens:Inner thread of a pinion

360° lens:Cross bores with chip remnants

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Endoskop vs. PENTACON Objektiv Endoscope vs. PENTACON lens

Endoskop/ BoroskopEndoscope/ borescopeBlickrichtungLine of vision

max. 130°

SichtfeldwinkelField of view angle

max. 100°

Verhältnis Ø zu TiefeDiameter/ depth ratio

variabel

kleinste BohrungMin. bore hole

1,6 mm

größte BohrungMax. bore hole

500 mm

PENTACON Objektiv PENTACON lensBlickrichtungLine of vision

-

SichtfeldwinkelField of view angle

-

Verhältnis Ø zu TiefeDiameter/ depth ratio

≈ 1:3

kleinste BohrungMin. bore hole

3 mm

größte BohrungMax. bore hole

120 mm

Sample comparison

Beispielvergleich

PENTACON Objektiv:Innengewinde eines Ritzels

PENTACON Objektiv:Querbohrungen mit Spanrückständen

PENTACON lens:Inner thread of a pinion

PENTACON lens:Cross bores with chip remnants

Endoskop/ Boroskop:Innengewinde eines Ritzels

Endoskop/ Boroskop:Querbohrung

Endoscope/ borescope:Inner thread of a pinion

Endoscope/ borescope:Cross bore

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BLI Integration in das INDEX XcenterBLI integration into the INDEX Xcenter

Die Xcenter Roboterzelle wurde zur Teil-bestückung und -entnahme einer Dreh-maschine konzipiert. Dabei entnimmt ein 6-Achs Roboterarm das Drehteil nach der Fertigung aus der Drehmaschine und positioniert es unterhalb der senkrecht stehenden Bohrloch-Inspektionsanlage. Anschließend wird die Innenbohrung des Teils hinsichtlich vier spezifischer Merk-male geprüft:

• Gewinde vorhanden• Gewindetiefe• Bodenprüfung• Anwesenheit von Querbohrung

Die Prüfzeit pro Teil beträgt ca. 0,5 Se-kunden.

Zusätzlich zur Bohrlochinspektion bietet das Xcenter ein automatisiertes 3D Ko-ordinatenmessystem zur Vermessung unterschiedlicher Parameter.

The Xcenter robot cell has been developed for the automated feeding and extraction of turned parts from a turning machine. A six-axis robot arm retrieves the turned part and positions it underneath the verti-cal aligned bore hole inspection system. In the next step the system captures an im-age of the bore hole and tests four different features:

• thread present• thread depth• bottom detection• presence of cross bore holes

The cycle time per part is around 0.5 sec-onds.

In addition to the bore hole inspection sys-tem the Xcenter features an automated 3D coordination measuring system to mea-sure various parameters.

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INDEX Xcenter Integration: BeispielINDEX Xcenter integration: sample

Gewinde vorhandenThread present

GewindezählungThread counting

Querbohrung vorhandenCross bore present

BodenprüfungBottom inspection

Zu Testzwecken wurde ein Muster-Dreh-teil auf die fünf Parameter:

• Anwesenheit des Gewindes• Bodenprüfung• Gewindegangzählung• Querbohrung vorhanden• Ausformung Innengewinde

automatisch mit dem INDEX Xcenter geprüft und bewertet. Die Software zur Erkennung beruht zu Teilen auf HALCON und Neurocheck. Bei der Programmer-stellung kamen zudem neuartige Ansät-ze aus dem Bereich Machine Learning und Künstliche Intelligenz zur Anwen-dung.

We developed a sample-turned-part for testing purposes which allowed the inspec-tion of five parameters:

• thread present• bottom inspection• thread counting• cross bore hole present• forming of the outer thread

with the INDEX Xcenter. The software used is based on parts of HALCON and Neuro-check. The programming rests on state-of-the-art features in machine learning and artificial intelligence.

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Prüfanlage für KunststoffteileTesting system for plastic parts

Zur automatisierten optischen Kontrolle eines Kunststoffspritzguss-Teils mit ver-schiedenen Querbohrungen wurde eine Prüfeinheit mit einer integrierten Bohr-loch-Inspektionsanlage entwickelt.

In den Übergängen der Querbohrungen bildet sich aufgrund von Schwankun-gen im Prozess eine Grathaut, die beim Kunden gegebenenfalls zur Reklamation führen kann.

Die Prüfeinrichtung verarbeitet in einem Zyklus zwei Bauteile und wertet diese automatisiert aus. Über ein Handlingsys-tem werden die Kunststoffteile direkt aus der Maschine entnommen, geprüft und anschließend separiert. Der Prüfzyklus liegt dabei bei unter 5 Sekunden.

Die zu prüfenden Parameter der 100% Kontrolle lagen dabei auf:

• Gratbildung an Querbohrungen• Vollständigkeit des Spritzgusses• Gewindeausbildung• Lochtiefe

For the automated optical control of a plas-tic injection molded part with various cross bores PENTACON developed a testing sys-tem with an integrated bore hole inspec-tion system.

During the injection molding and due to process fluctuations in some occasions small burrs occur at the edge of the cross bores. This may result in reclamations at the costumer’s side.

The testing system automatically process-es and evaluates two injection molded parts in one cycle.The plastic parts are extracted directly from the machine by an automated handling system and fed into the system. During a cycle time of less than 5 seconds, the system evaluates and separates the parts in a single step.

The parameters for testing are:

• burrs at the edge of the cross bores• completeness of the injection • completeness of thread• cavity depth

Feinwerktechnik aus Dresden

PENTACON blickt auf eine lange Ge-schichte zurück, die in ihren Wurzeln bis in die Anfänge des 20. Jahrhunderts reicht. Als Teil der global agierenden Jos. Schneider Unternehmensgruppe produ-zieren wir von Dresden aus unter ande-rem für die Automobilindustrie, die Me-dizintechnik oder die optische Industrie.

Als zertifizierter Zulieferer verfügen wir neben ISO 9001:2015, IATF 16949:2016 und ISO 14001 auch über eine DAkkS-Akkreditierung mit einem eige-nen Mess- & Kalibrierlabor.

Weitere Informationen und Ansprech-partner finden Sie auch im Internet auf www.pentacon.de.

Precision Made in Germany

Dresden - one of the birth places of the camera industry. PENTACON has a long history, starting in the early 20th century. As part of the global operating Jos. Schnei-der group, PENTACON produces for the au-tomotive, medical or optical industry.

As a certified supplier we match the re-quirements of the ISO 9001:2015, IATF 16949:2016 and the ISO 14001. We also hold an accredidation for dimensional measur-ing values, length and gauge blocks with an own measuring and calibration laboratory.

For further information, please have a look on our website at www.pentacon.de.

Ansprechpartner

Horst LaubleProduktmanager IBV

Tel.: +49 351 2589-608Fax: +49 351 2589-335

E-Mail: horst.lauble@pentacon.de

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